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研究人员针对胶质母细胞瘤(GBM)雄激素来源及治疗问题展开研究,发现 SIRT1可抑制肿瘤进展,意义重大。
胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)是一种极其凶险的脑部肿瘤,患者的 5 年生存率仅有 5%,如同高悬在患者头顶的 “死神镰刀”。研究发现,雄激素在 GBM 的发展进程中扮演着重要角色,它不仅会加速肿瘤生长,还会让 GBM 细胞对化疗产生更强的抵抗力,而且男性患者的发病率更高、病情进展更快。以往,人们尝试通过降低外周雄激素水平来改善 GBM 患者的预后,可结果却不尽人意,雄激素在 GBM 中的神秘面纱始终未能被揭开。
为了深入了解 GBM 患者脑内雄激素水平升高的根源,探索能否通过降低雄激素水平来改善患者预后,上海健康医学院附属第六人民医院南院的研究人员开展了一系列研究。这项研究成果发表在《Cancer Gene Therapy》上,为 GBM 的治疗带来了新的曙光。
研究人员采用了多种技术方法来开展研究。在样本方面,收集了 133 例胶质瘤患者的组织标本,并获取了患者的脑脊液和静脉血样本,同时使用了人胶质母细胞瘤细胞系 U87 等细胞系进行实验。实验技术上,运用 Elisa 测定雄激素水平;通过 CCK-8、克隆形成、伤口愈合、迁移 / 侵袭等实验评估雄激素对 U87 细胞的作用;采用 RNA 测序、RT-qPCR 和蛋白质免疫印迹(Western blotting)检测相关基因和蛋白的表达水平;利用共免疫沉淀(Co-IP)实验探究 Sirt1 和 FOXO1 之间的相互作用和乙酰化水平;还建立了裸鼠颅内模型进行体内实验。
研究结果主要如下:
- 睾酮水平与受体上调与 GBM 预后不良相关:研究人员检测了不同性别 GBM 患者脑脊液(CSF)和外周血中的睾酮水平,发现 GBM 患者脑脊液中的睾酮水平显著升高,并且肿瘤分级越高,脑脊液中睾酮水平越高。同时,GBM 组织中雄激素受体(AR)的 mRNA 表达显著上调,AR 表达水平与肿瘤分级呈正相关,高表达 AR 的 GBM 患者生存期更短。
- CSF 中雄激素水平升高可能源于肿瘤细胞自分泌:体外实验发现,20μmol/L 的二氢睾酮(DHT)能促进 U87 细胞的侵袭、迁移和集落形成。然而,减少激素供应虽然在短期内抑制了肿瘤细胞的生长,但随着时间推移,这种抑制作用逐渐减弱。研究人员还发现,U87 细胞在无激素培养时能合成睾酮,且阉割 GBM 小鼠对肿瘤进展和肿瘤组睾酮水平没有明显影响,这表明肿瘤本身是导致睾酮水平升高的主要因素,即 CSF 中高水平的睾酮来源于 GBM 细胞的自分泌。
- 激素剥夺增强 GBM 雄激素合成和耐药基因上调:对 U87 细胞进行转录组测序分析,结果显示在无激素培养基中培养的细胞,其类固醇酶 CYP17A1、CYP11A1 和 SRD5A2 上调,增强了雄激素合成能力,同时肿瘤耐药基因 ABCB11、BIRC3、FGF2 和 NRG1 也上调,这意味着单纯降低外周雄激素水平可能无法有效抑制肿瘤进展。
- FOXO1蛋白水平修饰促进 GBM 进展:研究人员比较了 GBM 和正常组织中 FOXO1的 mRNA 和蛋白表达水平,发现肿瘤组织中 FOXO1蛋白表达显著升高,但 mRNA 表达水平无明显差异,这表明 FOXO1可能发生了蛋白修饰。进一步通过沉默 FOXO1发现,抑制其表达可降低 U87 细胞的增殖和侵袭能力。
- Sirt1与 FOXO1相互作用并调节其乙酰化,下调 DHT 合成:分析发现 Sirt1在 GBM 组织中显著下调。过表达 Sirt1可降低 FOXO1蛋白水平,抑制 U87 细胞雄激素生成,进而抑制肿瘤细胞增殖和侵袭。通过共转染和 Co-IP 实验证实了 Sirt1与 FOXO1存在相互作用,且 Sirt1能降低 FOXO1的乙酰化水平和蛋白表达。
- Sirt1过表达抑制肿瘤生长并降低 CSF 中雄激素水平:动物实验表明,Sirt1过表达组抑制肿瘤进展的效果最为显著,高表达 Sirt1的 GBM 患者生存期更长。Sirt1过表达不仅能降低外周血中的 DHT 水平,还能显著降低脑脊液中的 DHT 水平,同时降低肿瘤组织中类固醇酶的水平。
研究结论指出,GBM 患者脑内升高的雄激素可能来源于肿瘤细胞的自分泌。Sirt1作为一种肿瘤抑制因子,可通过促进 FOXO1的去乙酰化,抑制肿瘤细胞的雄激素合成过程,减少雄激素的自分泌,从而抑制肿瘤进展。这项研究为 GBM 的发病机制提供了新的见解,也为 GBM 的治疗提供了潜在的新靶点 ——Sirt1,有望为 GBM 患者带来新的治疗希望,开启 GBM 治疗的新篇章。